Jak umělá inteligence vyřešila 25 let trvající záhadu Crohnovy choroby

29. 10. 2025

Lidské střevo obsahuje dva typy makrofágů nebo specializovaných bílých krvinek, které mají velmi odlišné, ale stejně důležité role při udržování rovnováhy v trávicím systému. Zánětlivé makrofágy bojují proti mikrobiálním infekcím, zatímco nezánětlivé makrofágy opravují poškozenou tkáň. U Crohnovy choroby – formy zánětlivého onemocnění střev – může nerovnováha mezi těmito dvěma typy makrofágů vést k chronickému zánětu střev, poškození střevní stěny a způsobení bolesti a dalších příznaků.

Vědci z Lékařské fakulty Kalifornské univerzity v San Diegu vyvinuli nový přístup, který integruje umělou inteligenci (AI) s pokročilými technikami molekulární biologie k dekódování toho, co určuje, zda se makrofág stane zánětlivým nebo nezánětlivým.

Studie také řeší dlouhotrvající záhadu obklopující roli genu zvaného NOD2 v tomto rozhodovacím procesu. NOD2 byl objeven v roce 2001 a je prvním genem spojeným se zvýšeným rizikem Crohnovy choroby.

Pomocí výkonného nástroje strojového učení vědci analyzovali tisíce vzorců genové exprese makrofágů z tkáně tlustého střeva postižené chronickým zánětem a ze zdravé tkáně tlustého střeva. Identifikovali podpis genu makrofágů skládající se z 53 genů, který spolehlivě odděluje reaktivní, zánětlivé makrofágy od makrofágů hojících tkáň.

Jeden z těchto 53 genů kóduje protein zvaný girdin. Další analýza odhalila, že v nezánětlivých makrofázích se specifická oblast proteinu NOD2 váže na girdin. To potlačuje nekontrolovatelný zánět, odstraňuje škodlivé mikroby a umožňuje opravu tkání poškozených zánětem. Ale nejběžnější mutace genu NOD2 pro Crohnovu chorobu vymaže část genu, na kterou by se girdin normálně vázal. To má za následek nebezpečnou nerovnováhu mezi zánětlivými a nezánětlivými makrofágy.

Vědci poté potvrdili důležitost interakce mezi NOD2 a girdinem porovnáním myších modelů Crohnovy choroby postrádajících protein girdin s těmi s neporušeným girdinem. Zjistili, že myši bez girdinu trpěly nerovnováhou ve střevním mikrobiomu a vyvinul se u nich zánět tenkého střeva. Často umíraly na sepsi, což je stav, kdy imunitní systém nadměrně reaguje na infekci, což způsobuje zánět v celém těle a poškození životně důležitých orgánů.

Spojením klasifikace řízené umělou inteligencí, mechanistické biochemie a myších modelů studie řeší jednu z nejdéle trvajících debat o Crohnově chorobě. Zjištění nejen vysvětlují, jak klíčová genetická mutace řídí onemocnění, ale mohla by také přispět k vývoji léčby zaměřené na obnovení vztahu mezi girdinem a NOD2.

Zdroj v angličtině: ZDE